資源簡介

8.4機械能守恒定律的教案
【教學目標】
【物理觀念】體現科學論證觀念，通過用紙帶與打點計時器來驗證機械能守恒定律，體驗驗證過程和物理學的研究方法
【科學思維】要明確實驗原理，掌握實驗的操作方法與技巧、學會實驗數據的采集與處理，能夠進行實驗誤差的分析，深化對機械能守恒定律的理解。
【科學探究】通過學生的獨立思考解決實驗中遇到的問題，以及對實驗數據的處理。
【科學態度與責任】使學生通過實驗體會成功的樂趣與成就感，激發對物理世界的求知欲；
【教學重難點】
教學重點
1．掌握機械能守恒定律的推導、建立過程，理解機械能守恒定律的內容。
2．在具體的問題中能判定機械能是否守恒，并能列出定律的數學表達式。
教學難點
1．從能的轉化和功能關系出發理解機械能守恒的條件。
2．能正確判斷研究對象在所經歷的過程中機械能是否守恒，能正確分析物體系統所具有的機械能，尤其是分析、判斷物體所具有的重力勢能。
【新課導入】
1：導入—實驗激疑，提出猜想
（黑板上固定一個單擺；講臺前，從天花板垂一條繩子，繩子下端掛一個重球。）
麻省理工學院的一位年過花甲的美國教授，為了尋求這一規律，準備以生命為賭注來做一個實驗。我現在要邀請我們班最勇敢最有膽識的同學，和我一起來完成這個實驗。請大家推薦一位勇士。
這是一個由重球組成的大型單擺，現在我把重球放在幾乎挨近這位同學鼻子的地方然后靜止釋放，大家來猜猜看，重球擺回來之后，會不會撞傷他的鼻子？
（進行實驗）
老師：同學們剛剛觀察到了什么現象？擺動過程中，能量是怎么轉化的？通過本節課所學習的內容揭示其中的原理。
【新課講解】
追尋守恒量
伽利略曾研究過小球在斜面上的運動，如圖示，發現無論斜面B比斜面A陡些還是緩些，小球的速度最后總會在斜面上某點變為0，這點距斜面低端的高度高度與它出發時的高度基本相同，如果忽略阻力和摩擦力，兩個高度應該完全相同，不會低些也不會高些。
思考：在小球運動過程中，有哪些物理量是變化的？哪些是不變的？
教師總結：小球每次好像“記得”自己的起始高度，到達另一邊總要到達原來的高度，這說明小球運動過程中動能和勢能是相互轉化的，轉化中某個量是保持不變的。
小游戲，找一名同學上講臺，用一細線栓一小球，將小球拉倒該同學鼻尖位置，釋放，觀察學生的反映。
動能與勢能的相互轉化
動能和勢能的相互轉化
1．動能和重力勢能的轉化
分析下落的果實、過山車、斜拋的物體等自然現象中機械
能之間是怎樣轉化的？
2．動能和彈性勢能的轉化
彈簧的一端固定在光滑橫桿上一端，另一端與小球相連，讓小球在水平的橫桿上做往復運動。
跳水運動員起跳
跳水運動員從起跳至落水全過程中，各種能是如何轉化的？
教師總結：以上事例中，涉及到動能，重力勢能和彈性勢能。
3．機械能
⑴定義：物理學中把物體由于_做機械運動而具有的能_稱為機械能。物體的機械能是物體動能和勢能的和。
⑵說明：①機械能是標量 ②機械能的大小是相對的。（為什么？）③系統性
動能和勢能可以通過重力或彈力做功，從一種形式轉化為另一種形式，在轉化過程中遵循怎樣的規律呢？
機械能守恒定律
機械能守恒定律
物體沿光滑曲面滑下，只有重力對物體做功。用我們學過的動能定理以及重力的功和重力勢能的關系，推導出物體在A處的機械能和B處的機械能相等。
教師：為學生創設問題情境，引導學生運用所學知識獨立推導出機械能守恒定律。讓學生親歷知識的獲得過程。
學生：獨立推導。
教師：巡視指導，及時解決學生可能遇到的困難。
推導的結果為：即
也即
可見：在只有重力做功的物體系統內，動能和重力勢能可以相互轉化，而總的機械能保持不變。
同樣可以證明：在只有彈力做功的物體系統內，動能和彈性勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。
1．機械能守恒定律：在只有重力或彈力做功的物體系統內，動能和勢能可以相互轉化，總的機械能也保持不變。這就是機械能守恒定律。
2．公式：。
3．條件：只有重力或者彈力做功。
例題：把一個小球用細線懸掛起來，就成為一個擺，如圖，擺長為l，最大擺角為θ，小球運動到最低位置時的速度是多大？
學生：學生在實物投影儀上講解自己的解答，并相
互討論。
教師：幫助學生總結用機械能守恒定律解題的要點、步驟，體會應用機械能守恒定律解題的優越性。
總結：
1．機械能守恒定律不涉及運動過程中的加速度和時間，用它來處理問題要比牛頓定律方便。
2．用機械能守恒定律解題，必須明確初末狀態機械能，要分析機械能守恒的條件。
【板書】
8.4機械能守恒定律
2、表達式：E=Ep+Ek
3、標量
4、相對性
二、機械能守恒定律
（1）內容
（2）條件
（3）表達式

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